An Array Beampattern Synthesis Using Adaptive Array Method and Partial Constrained Adaptation

In the underwater acoustic systems. we can receive signals and retrieve information about a target by using a beamforming method. The most important thing in the beamforming is finding the way to optimize the mainlobe beamwidth and the sidelobe level to the desired value. One of the prominent results of beamforming method. which has been studied. is Philip's weighting function method(1) . Philip's method adaptively adjusts its weights of array to meet the desired mainlobe beamwidth and sidelobe level. It is very similar to the design method in adaptive filter. However. this method cannot easily bring us to the desired sidelobe level due to complementary relation between mainlobe beamwidth and sidelobe level. In this paper, we propose a new algorithm using partial constrained adaptation. This method makes us circumvent the above problem and meet the specification of design easily. The proposed algorithm presents a Pattern synthesis that designer can easily control the mainlobe beamwidth and the sidelobe level to the desired value while calculation time to converge is decreasing.

최소 자승 평균오차와 부분 적응을 사용한 배열 빔 형성기법

수중음향 시스템에서는 빔형성 (Beamforming) 기법을 이용하여 목표물로부터 신호를 수신하고 이에 대한 정보를 얻어 낼 수 있는데, 이러한 빔형성에 있어서는 주엽 (Mainlobe)의 빔폭 (Beamwidth)과 부엽 (Sidelobe)의 크기 (Level)를 설계자가 목표하는 값에 최적화 시킬 수 있는 방법을 찾는 것이 무엇보다도 중요하다. 최근 연구된 빔형성 기법의 대표적인 결과 중 하나로는 Philip의 가중함수 방법을 들 수 있다. 이러한 Philip의 방법은 목표 주엽폭과 부엽 준위를 정하고 이를 적응필터 설계방식과 유사하게 적응시켜 나가는 과정을 이용한다. 그러나 이 방법은 주엽폭과 부엽 준위 간의 상관관계로 인해서 원하는 부엽준위에 다다르지 못하거나 결과값을 얻는데 상당한 시간이 소요되는 경우가 자주 발생하게 되는데, 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 부엽 준위에 미치지 못하는 일부에 대하여 부분 최적화를 하여 비교적 쉽게 설계요건을 만족시키는 새로운 알고리듬을 제안하고자 한다 제안된 알고리듬은 설계자의 의도에 따라 주엽의 빔폭과 부엽의 크기를 쉽게 조절이 가능하며 기존의 방법에 비해 계산량이 감소됨을 실험을 통해 알수 있을것이다.